• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.443-450
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• 2021

순환유동층보일러 석탄회(CFBA)는 탈황공정을 위한 석회석 투입에 의한 탈황석고와 free-CaO에 의해 자기경화되는 특성이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 시멘트 바인더 대체용 CFBA의 자가경화에 대한 고로슬래그(BFS)와 탈황석고(FDG)의 영향을 검토하였다. 다량의 Fe₂O₃, free-CaO 및 탈황 석고를 함유하는 CFBA의 수화반응에 의한 압축강도는 칼슘알루미네이트 수화물, 칼슘실리케이트 수화물, 에트링자이트 및 칼슘카보페라이트 수화물(3CaO·Fe₂O₃·3CaCO₃·12H₂O)의 형성에 기인한다. CFBA의 자가 경화에 의한 압축강도는 Ordinary Portland Cement에서 C₄AF의 수화물과 유사한 수화물을 생성하여 표현하며, C₄AF의 수화시 CaSO₄가 존재하면 CaSO₄가 CaO·Al₂O₃와 에트링자이트를 형성하고, 유리 CaO와 CaCO₃가 함께 존재하면 육방정계 결정인 탄산칼슘 또는 탄산칼슘 결정이 형성됩니다. CFBA의 경화 특성은 C₄AF의 수화 및 경화 메커니즘에 의해 유사한 특성을 가짐을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.383-388
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• 2021

본 연구에서는 정수위 투수시험을 통하여 무기계 치유소재를 사용한 자기치유 모르타르의 치유성능을 평가하였다. 자기치유 모르타르의 제조를 위해 무기계 소재로 고로슬래그 미분말, 황산나트륨, 무수석고를 사용하였으며, 시멘트 클링커 분말과 클링커 잔골재를 시멘트와 잔골재를 각각 대체하여 사용하였다. 정수위 투수시험을 수행하여 균열폭과 치유재령 경과에 따른 단위유출 수량을 측정하였다. 자기치유 모르타르의 치유성능평가 결과 Plain 모르타르와 비교하여 치유재령 28일에서 초기 균열폭이 0.3mm인 경우 치유율이 30%p 이상 증가하여 치유성능이 크게 증진된 것을 확인하였다. 또한, 투수시험결과로부터 얻은 상수(α)를 이용하여 치유재령 경과에 따른 등가균열폭을 산출하였으며, 등가균열폭과 치유율의 상관관계 분석을 통해 치유 목표균열폭을 만족하기 위한 초기 균열폭과 도달시기를 예측하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.252-260
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• 2022

국내에서 카올린 순도가 낮은 저품질의 고령토는 고순도의 고령토보다 월등히 많은 매장량과 우수한 경제성에도 불구하고 제품으로 활용되지 못하고 대부분 사장되고 있다. 본 연구의 목적은 국산 저품질 고령토를 석회석 소성점토 시멘트(LC³)의 원료로 활용할 수 있는 가능성과 최적의 소성온도를 도출하는 것으로, 고령토의 소성온도(600 ℃, 700 ℃, 800 ℃, 900 ℃)에 따른 LC³ 페이스트의 수화물 생성과 기계적 특성을 평가하기 위해 등온 열량 측정, X-선 회절 분석, 열 중량 분석 및 압축강도 시험을 실시하였다. 결과적으로 국산 저품질 고령토 점토는 클링커의 50 %를 대체하였음에도 불구하고 수화 3일차부터 메타카올린의 포졸란 반응에 의해 카르보알루미네이트 수화물과 C(A)SH를 생성하여 OPC와 거의 동등하거나 그 이상의 강도를 나타냈으며, 소성온도에 따라 강도발현에 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.12-20
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• 2024

세계 시멘트 산업의 온실가스 배출량은 약 29억 톤이며, 이중 17.4~18.9억 톤이 시멘트 클링커의 주원료인 석회석으로부터 배출된다. 따라서 비탄산 CaO 원료인 슬래그류 사용이 연구되어야 하며, 이때 시멘트의 물리적 특성도 충분히 발현되어야 한다. 본 연구에서는 슬래그류 사용에 따른 혼합원료 배합 조건과 시멘트 물성을 분석하였다. 슬래그류 단독 사용 시 CaCO₃ 대체율은 한계를 갖으나, 혼합 슬래그 사용 시 CaCO₃ 대체율이 12 % 이상 증가하였다. 단독 슬래그 사용 시멘트의 압축강도는 OPC 대비 감소하였으며, 압축강도 증진을 위해 혼합원료의 LSF 및 시멘트 분말도를 상향시켰다. 분말도 상향 시멘트의 압축강도는 CaCO3₃ 대체율 6 %까지 OPC와 유사하였으나, 9 % 이상에서는 소폭 하락하였다. 하지만 혼합 슬래그 사용 시멘트의 분말도와 LSF를 모두 상향 시, CaCO₃ 대체율 12 % 시멘트도 OPC와 유사한 압축강도가 발현되었다. 또한 CaCO₃ 대체율 12 % 시멘트의 플로우 값도 OPC와 유사하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권5호
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• pp.190-196
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• 2001

명반석$[K_2SO_4$.$Al_2(SO_4)_3$.$4Al(OH)_3$]을 공기분위기에서 가열하면 500~$580^{\circ}C$에서 탈수되고, 580~$780^{\circ}C$에서 $SO_3$(g)가 발생되므로 석회석과 혼합소성하였을 때의 무수석고($CaSO_4$)의 합성특성을 조사하였다. 명반석의 열분해는 $CO_2$(g) 분압에 영향이 없으나, 석회석의 경우 공기 분위기에서는 약 $650^{\circ}C$부터 분해되지만 $CO_2$(g)의 포화 분위기에서는 약 $900^{\circ}C$부터 분해된다. 명반석과 석회석을 1:6의 몰비로 혼합한 후 공기 분위기와 $CO_2$(g) 포화분위기에서 $10^{\circ}C$/min의 속도로 $1000^{\circ}C$까지 가열하여 2시간 동안 소성하면 $550^{\circ}C$에서 무수석고가, $700^{\circ}C$에서 calciumlangbeinite($(2CaSO_4$.$K_2SO_4$)가, 800~$950^{\circ}C$에서 ha yne이 형성되며 이때 무수석고의 합성량은 각각 99.0%와 95.0% 정도였다. 공기 분위기에서 무수석고 합성량은 석회석의 입도(0.5mm 이하)에 관계없이 거의 일정하지만, $CO_2$(g)의 포화분위기에서는 석회석의 입도가 작아짐에 따라 증가된다. 그러므로 명반석과 석회석을 1:6의 몰비로 혼합 소성하면 1 몰의 ha yne과 1 몰의 calciumlangbeinite로 구성된 클링커가 합성가능하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.181-191
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• 2024

석회석은 시멘트의 주원료로써 90% 이상을 사용하고 있으며, 고온 소성 과정에서 및 석회석의 탈탄산 반응으로 많은 양의 CO₂를 배출한다. 이에 석회석 사용량 저감을 위해 원료를 대체할 수 있는 부산물에 관한 연구들이 진행 중이다. 또한 광물 탄산화는 기체인 CO₂를 탄산염 광물로 전환하는 기술로 산업시설에서 배출되는 CO₂를 포집하여 광물로 저장 및 자원화할 수 있다. 한편, 건설폐기물은 계속적으로 증가하는 추세로, 폐콘크리트는 많은 부분을 차지하고 있다. 폐콘크리트는 파쇄 및 분쇄를 통해 순환골재로써 활용되고 있으나 이때 발생하는 폐콘크리트 미분말은 유효하게 재이용 되지 못하고 대부분 폐기 또는 매립되는 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐콘크리트를 석회석 대체재로써 활용하여 광물 탄산화 기술을 적용할 수 있는 이산화탄소 반응경화 시멘트 제조 가능성을 확인하고자 한다. 폐콘크리트 미분말 치환율 및 이산화탄소 반응 경화 시멘트의 주요 광물이 생성되는 조건인 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에 따른 광물 분석 결과, 폐콘크리트 미분말 치환율과 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 높을수록 주요 광물인 Pseudowollastonite와 Rankinite 생성량이 증가하였다. 또한 세 가지 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에서 공통적으로 폐콘크리트 미분말을 50% 치환한 경우 Gehlenite가 생성되었으며, 생성량 또한 유사하였다. 이는 콘크리트 미분말에 함유하고 있는 Al₂O₃ 성분이 CaO와 SiO₂와 반응하여 Gehlenite가 합성된 것으로 판단된다. Gehlenite의 경우 Pseudowollastonite와 Rankinite와 같이 광물 탄산화를 통해 탄산염 광물인 CaCO₃를 생성하는 산화물로써 이는 Al₂O₃가 함유된 산업부산물을 원료로 사용하는 경우 이산화탄소 반응경화 시멘트의 광물로써 활용이 가능할 것으로 기대한다.